教科版物理八年级下册《11.4 机械效率》同步练习卷(含解析）

教科版物理八年级下册《11.4 机械效率》同步练习卷
1.如图所示的滑轮组中，动滑轮重，小强用的拉力通过该滑轮组匀速提起重的物体，物体沿竖直方向上升，此过程中，滑轮组的机械效率是( )
A.
B.
C.
D.
2.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素“时，同学们提出了下列猜想
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验
验证的猜想是( )
A. B. C. D.
3.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到
B. 做功多的机械，功率一定大
C. 功率大的机械，做功一定快
D. 做功快的机械，机械效率一定高
4.如图所示，工人师傅用的力将重的物体匀速提升，在此过程中滑轮组的机械效率是( )
A. B. C. D.
5.如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用的拉力，在内把重的重物提升，则此过程中( )
A. 该滑轮组的效率为
B. 他做的总功为
C. 他做的有用功为
D. 他对滑轮组做功的功率为
6.用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是( )
A. 该滑轮组绳自由端拉力的大小一定等于所提物体重力的三分之一
B. 用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大
C. 用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等
D. 其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大
7.如图所示，拉力使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是( )
A. 拉力做的功是有用功
B. 提升动滑轮做的功是额外功
C. 拉力移动的距离是物体移动距离的倍
D. 物体越重，滑轮组的机械效率越低
8.如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力．用图甲绕法提升重为的物体时，机械效率为下列判断正确的是
( )
A. 拉力的大小为
B. 用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率为
C. 分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D. 分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，做功少
9.如图所示的滑轮组中动滑轮重，物重，不计绳重和各处摩擦，当物体匀速上升时，绳自由端在竖直方向上的拉力为______，机械效率为______．
10.用如图所示的滑轮组将重的物体匀速提升，拉力为则在此过程中总功为______，滑轮组机械效率为______，根据已知条件，以下四个物理量：动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功、拉力的功率，还能求出的有______和______选填序号
11.如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，拉力所做的总功为，则在这个过程中有用功是______，该滑轮组的机械效率是______。
12.搬运工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将货物匀速竖直向上提升，当提升货物重为时，滑轮组的机械效率为，则动滑轮重为______不计绳重和摩擦；若将所提升货物重增大到，此时滑轮组的机械效率为______。
13.如图所示，某人用滑轮组在内将重为的物体匀速提升人对绳子施加拉力的方向始终竖直向下，他对水平地面的压强为，已知滑轮组的机械效率是不计绳重及摩擦，他双脚与水平地面的接触面积是，求：
他对绳的拉力；
他对绳做功的功率；
此人所受的重力．
14.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体，测出移动的距离、水平拉力和的重力。
以上条件能否求出此时滑轮的机械效率？______；
如果能，写出的表达式；若条件不足，写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号。______；
写出的表达式：______用题目已知及补充的物理量符号表示。
15.如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了，已知拉力为，建筑材料的重力为，求这个过程中：
拉力做的功；
拉力的功率；
此滑轮组的机械效率；
请写出一条提高滑轮组机械效率的建议。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：由图可知，，则滑轮组的机械效率：
。
故选：。
由图可知滑轮组上绳子的有效股数，根据求出滑轮组的机械效率。
本题考查了滑轮组机械效率的计算，是一道基础题。
2.【答案】
【解析】解：
比较两图可知，承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同；结合控制变量法的思想，所以该实验装置探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体的重力的关系，即该实验验证的猜想是。
故选：。
影响滑轮组机械效率的因素有被提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦等；
比较两个图中的相同因素和不同因素，研究的是机械效率与不同因素的关系。
3.【答案】
【解析】解：、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于，也就是机械效率小于故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选：。
机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于；
功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快。
正确理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键；还要充分考虑选项中的条件，必要时可运用公式分析。
4.【答案】
【解析】解：
由图知，滑轮组由段绳子承担物重，，，
则．
，，
，
则．
故选D．
从图可知，该滑轮有段绳子吊着物体，故，已知拉力的大小，可利用公式计算总功．
已知物体的重力和物体上升的高度，可利用公式计算有用功，已求出总功，可利用公式计算机械效率．
此题主要考查功的计算，滑轮组的机械效率的计算等知识点，难度不大，属于中档题，应清楚各功的计算，由图得出直接从动滑轮上引出的绳子股数，计算出是本题的关键．
5.【答案】
【解析】解：
他做的有用功：
，故C错误；
由图可知，，拉力端端移动的距离：
，
他做的总功：
，故B错误；
他对滑轮组做功的功率：
，故D错误；
滑轮组的机械效率：
，故A正确。
故选：。
知道物重、升高的高度，利用求他做的有用功；
由图可知，，拉力端端移动的距离，利用求他做的总功；
利用求他对滑轮组做功的功率；
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，从图中确定承担物重的绳子股数、利用好是关键。
6.【答案】
【解析】解：
A、由图知，，不计一切摩擦和绳重，拉力，所以拉力的大小大于所提物体重力的三分之一，故A错误；
B、不计一切摩擦和绳重，用该滑轮组提升不同的物体，则，可见提升的物体越重，其机械效率越大，故B正确；
C、用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，由于物体在水中受到浮力，就好比用滑轮组提升的物体重力变小，所以其机械效率不相等，故C错误；
D、仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，将同一物体提升相同的高度其他条件相同，有用功相同，由可知额外功增大，则总功增大，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故D错误。
故选：。
本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算，注意利用好条件：不计一切摩擦和绳重。
7.【答案】
【解析】解：、为拉力做的功是总功，故A错；
B、提升物体做的功为有用功，克服动滑轮重力和摩擦力做的功为额外功，故B正确；
C、由图知，，所以拉力移动的距离是物体移动距离的倍，故C错；
D、滑轮组的机械效率，动滑轮的重力不变，也就是说额外功不变，增加物体的重力，就可增加有用功占总功的比值，可增大机械效率，故D错。
故选：。
用拉力使物体竖直匀速上升，目的就是为了把物体提升一定的高度提升重物做的功为有用功，拉力还要克服动滑轮重力和摩擦力做功额外功，动滑轮上绳子段数为段，滑轮组的机械效率，滑轮组的机械效率与提升的物重和动滑轮重有关。
本题考查有用功、总功和额外功的意义以及动滑轮上绳子的段数，难点是机械效率变形公式的推导，要记住增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率这一知识点。
8.【答案】
【解析】【分析】
忽略绳重及一切阻力，图甲的机械效率，可求拉力的大小；
根据可求动滑轮的重力；再根据可求用图乙绕法匀速提升重物时，机械效率的大小；
分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，额外功相同，总的总功相同，机械效率相同。
理解机械效率的含义，明确额外功的产生原因，能分析出额外功相同是正确解答本题的关键。
【解答】
解：、忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为的物体时，机械效率为，
图甲中，由可得拉力的大小：
，故A错误；
B、图甲中，根据可得动滑轮的重力：
；
忽略绳重及一切阻力，
滑轮组的机械效率，则用图乙绕法匀速提升重物时，其机械效率为：
，故B正确；
、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同即和做功相同，机械效率也相同，故CD错误；
故选B。
9.【答案】；
【解析】解：由图可知，，
不计绳重和各处摩擦，绳自由端在竖直方向上的拉力：
，
滑轮组的机械效率：
．
故答案为：；．
由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计绳重和各处摩擦，根据求出绳自由端在竖直方向上的拉力，根据求出机械效率．
本题考查了滑轮组绳子拉力和滑轮组机械效效率公式的运用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．
10.【答案】
【解析】解：
由图可知，，拉力端移动的距离：，
拉力做的总功：；
拉力做的有用功：
；
滑轮组的机械效率：
；
因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为；
不计摩擦和绳重，拉力，据此可求动滑轮重力，但题目没有提供“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；
额外功等于总功减去有用功，；
因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。
可见，还能求出的有、。
故答案为：；；；。
由图可知，，拉力端移动的距离，利用求拉力做的总功；
利用求拉力做的有用功；滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
使用滑轮组提升重物时，由于动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度；
不计摩擦和绳重，拉力；
额外功等于总功减去有用功；
拉力的功率等于拉力做的功与做功时间之比。
本题考查了使用动滑轮时有用功、总功、功率、机械效率的计算，关键是明确有用功、总功的含义，注意：不计摩擦和绳重，拉力。
11.【答案】
【解析】解：拉力做的有用功：
；
，
滑轮组的机械效率：
。
故答案为：；。
利用求拉力做的有用功；
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、机械效率的计算，明确有用功、机械效率的意义是关键。
12.【答案】
【解析】解：因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮重力：
；
因为不计绳重和摩擦，所以提升重物时滑轮组的机械效率：
。
故答案为：；。
利用不计绳重和摩擦时求动滑轮重；
利用不计绳重和摩擦时求提升货物重增大到时滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮的重力和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是关键。
13.【答案】解：由图可知，因为滑轮组的机械效率，所以拉力：
；
拉力做的有用功：
，
由可得，拉力做的总功：
，
他对绳做功的功率：
；
由得人对地面的压力：，
而人对地面的压力：，
所以人的重力：。
答：他对绳子的拉力为；
他对绳做功的功率为；
此人所受的重力为。
【解析】由图可知，利用求拉力大小；
利用求有用功，利用求拉力做的总功，利用求出他对绳做功的功率；
利用求人对地面的压力，而人对地面的压力等于人的重力减去拉力，据此求人的重力。
本题考查了压强公式、做功公式、机械效率公式、功率公式以及滑轮组绳子拉力公式的综合应用等，利用好滑轮组机械效率的推导公式是关键。
14.【答案】不能 用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平面上匀速直线运动，记下测力计的示数
【解析】解：用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体，克服与地面的摩擦力做的功为有用功，故此时动滑轮的机械效率：，已知测出移动的距离、水平拉力和的重力，因不知，故以上条件不能求出此时滑轮的机械效率；
补充的物理量为：匀速拉动水平地面上的物体时受到滑动摩擦力；
步骤：用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平面上匀速直线运动，记下测力计的示数；
木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；
作用在动滑轮上有段绳子，动滑轮的机械效率为：；
故答案为：不能；用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平面上匀速直线运动，记下测力计的示数；。
用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体，克服与地面的摩擦力做的功为有用功，根据动滑轮的机械效率为，结合已知条件分析；
根据动滑轮的机械效率为确定补充的物理量，由二力平衡条件分析回答；
滑轮的机械效率为。
本题主要考查机械效率公式的运用和二力平衡的条件，关键是明确克服摩擦力做的功为有用功。
15.【答案】解：由图可知，，则绳子自由端移动的距离：；
总功：；
拉力的功率：
；
有用功：，
此滑轮组的机械效率：
；
提高滑轮组的机械效率的方法有，增大提升物体的重力，减小摩擦，减小动滑轮的重力等，所以能增大建筑材料的重力来增大机械效率。
答：拉力做的功；
拉力的功率；
此滑轮组的机械效率；
增大建筑材料的重力来增大机械效率。
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据求出绳子自由端移动的距离；根据求出总功；
根据求出拉力的功率；
根据求出有用功，利用求出此滑轮组的机械效率；
提高滑轮组的机械效率的方法有，增大提升物体的重力，减小摩擦，减小动滑轮的重力等。
本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
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